JP3550334B2

JP3550334B2 - Metal belt element and metal belt

Info

Publication number: JP3550334B2
Application number: JP2000009289A
Authority: JP
Inventors: 茂正高木; 豊高木
Original assignee: Fukujukogyo Co Ltd
Current assignee: Fukujukogyo Co Ltd
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: JP2001193797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無端帯状をなす金属製のバンドの延長方向に多数のエレメントを積層配置した金属ベルト及びそのエレメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の無段変速機等の動力伝達用に使用される金属ベルトにおいては、無端帯状をなす金属製のバンドに、金属板を成形してなる多数の平板状をなすエレメントを、ベルトの延長方向へ相対滑り可能に積層配置するようにして構成されている。エレメントの板厚については、従来から例えば１９８４年７月号における「機械設計」（日刊工業新聞社刊）の「自動車用無段変速機（ＣＶＴ）の機構と特性」の論文中に「・・・コマ（エレメント）に関するものでは、３ｍｍ程度の厚さを持つ鋼板を精密プレスで打ち抜いて・・・」なる記述がある。また、その他特許第２５３２２５３号の特許公報中にはこのエレメントの厚みが２．２ｍｍである旨の記述がある。
更に、近年ではエレメントを１．５ｍｍ程度に設計するのが常識になっているが、いずれもエレメント自体の剛性を向上させることを念頭に置くのみであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、エレメントが厚い場合には、プーリと接触する箇所において隣接するエレメント同士のヘッド部の間隔が開いてしまい、バンドに過度の屈曲応力が加わることとなってしまう。そのためエレメントが厚いほど屈曲応力が大きくなってバンドの寿命が短くなるという傾向があった。更に、屈曲応力が大きくなることによって動力損失も大きくなるという課題が生じていた。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、バンドに加わる屈曲応力が少ないためバンドが長持ちし、動力損失の少ない金属ベルトを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動プーリと被動プーリとの間に掛装される無端帯状をなす金属製のバンドの延長方向に多数積層配置された金属ベルト用エレメントにおいて、
前記エレメントは、板厚０．７〜１．１ｍｍの板材より構成されるとともに前記プーリと接触する部分がそれ以外の部分よりも減厚された薄肉部に形成され、同エレメントは、前記プーリに形成された環状溝の内側面と接触部を介して接触するボディ部と、そのボディ部にピラー部を介して一体成形されたヘッド部とを備え、同ピラー部の両側にはバンドを挿通するためのスリットが設けられ、同エレメントの巾方向の中央部のピッチ線近傍及びピラー部下半部を除く位置であって上下２箇所あるいは上下いずれかの箇所に上下方向に延びる細長い凹凸部が板厚方向に曲げ成形によって形成されており、ボディ部下方には略台形形状の逃がし部が設けられていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明では請求項１の金属ベルト用エレメントを無端帯状をなす金属製のバンドの延長方向に多数積層配置したことを特徴とするものである。
【０００５】
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を自動車の無段変速機において具体化した実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態において、上下とは図２及び図３における上下方向をいい、左右とは図２における左右方向をいうものとする。また、前後とは図２の紙面からみて手前方向と奧方向とをそれぞれいうものとする。
【０００７】
（実施の形態）
図１及び図２に示すように、駆動軸１１には駆動プーリ１２が取り付けられ、その外周には略Ｖ字状の環状溝１３が形成されている。駆動軸１１と対応する被動軸１４には被動プーリ１５が取り付けられ、その外周には略Ｖ字状の環状溝１６が形成されている。駆動プーリ１２及び被動プーリ１５の各環状溝１３，１６間には無端状をなす金属ベルト１７が掛け渡され、駆動プーリ１２の回転が金属ベルト１７を介して被動プーリ１５に伝達される。
図２及び図３に示すように、この金属ベルト１７は、無端状の金属製のバンド１８と、多数の金属製のエレメント１９により構成されている。エレメント１９は板厚１．０ｍｍの金属板を打ち抜き加工したものであって、ボディ部２１と、同ボディ部２１とピラー部２２を介して一体成形されたヘッド部２３とにより構成されている。横長のボディ部２１の両端には前記環状溝１３，１６の側壁に当接する接触部としての傾斜部２４が形成されている。傾斜部２４は略Ｖ字状の各環状溝１３，１６の傾斜した内側壁に沿うように斜状に形成されている。
さらに、エレメント１９の外周面全体には、サンドブラストあるいはショットピーニングにより図示しないサーフェスプロファイリングが形成され、このサーフェスプロファイリングに潤滑油が保持されるため、各エレメント１９間の摩擦抵抗が軽減される。
【０００８】
前記ピラー部２２の両側であって、ボディ部２１とヘッド部２３との間には一対のスリット２５が形成されている。前記両スリット２５にはバンド１８がそれらの長さ方向に相対滑り可能に積層して配置される。バンド１８は、複数の金属薄板を板厚方向に積層重合して構成され、図示しないがその両面またはいずれか一方の面には、サンドブラストあるいはショットピーニングによるサーフェスプロファイリングが形成され、このサーフェスプロファイリングに潤滑油を保持して、バンド１８と各エレメント１９との間の摩擦抵抗が軽減されている。
ボディ部２１とヘッド部２３とにはそれぞれエレメント１９の打ち抜き時に同時にプレス加工される凹凸部２６ａ，２６ｂが形成されている。凹凸部２６ａ，２６ｂは上下方向に長く形成され前面側（図２において手前側）が凸状で、裏面側が凹状とされている。
【０００９】
ヘッド部２３の上端からピラー部２２中央にかけて上側の凹凸部２６ａが形成されている。ボディ部２１の下端から仮想線としてのピッチ線Ｐ近傍にかけて下側の凹凸部２６ｂが形成されている。隣接する各エレメント１９の凹凸部２６ａ，２６ｂが互いに凹凸関係によって嵌まり合うことでエレメント１９が整列して連結される。また、凹凸部２６ａ，２６ｂによって金属ベルト１７の周回時におけるエレメント１９の左右方向の相対移動が制限されることとなる。
【００１０】
ボディ部２１の下端であって、左右二箇所には大きく略台形状に切れ込んだ逃がし部２７が、ボディ部２１に巾狭の部分を形成させることにより設けられている。また、ボディ部２１の両端部には、この部分以外のボディ部２１より減厚された薄肉部２１ａが形成され、この薄肉部２１ａによりボディ部２１に対して板ばね作用が付与されている。
金属ベルト１７が両プーリ１２，１５間を周回し、環状溝１３，１６の内側壁にエレメント１９の傾斜部２４が当接して擦り合う際に内側壁面からの突き上げによってボディ部２１には圧縮方向の外力がかかることとなる。このとき、逃がし部２７はボディ部２１に幅狭の部分を形成させているため、ボディ部２１を上下方向に撓ませる緩衝機能を有するものである。同時に薄肉部２１ａも減厚されているため、その部分の板ばね作用が向上され、ここでも有効な緩衝機能が発揮される。
しかも、凹凸部２６ａ，２６ｂは逃がし部２７による撓み方向と交差する方向の撓みを許容するため、これら逃がし部２７、薄肉部２１ａ及び凹凸部２６ａ，２６ｂによる協働作用によって周回時にエレメント１９にかかる外力に基づく応力が軽減される。
【００１１】
ボディ部２１において図２上で一点鎖線で表されるピッチ線Ｐから下方の部分には研削加工によって傾斜面２９が設けられていて、ボディ部２１はその下方ほど薄肉とされている。このように傾斜面２９が設けられているのは次の理由による。すなわち、金属ベルト１７がちょうど前記プーリ１２，１５の環状溝１３，１６を周回する際には、各エレメント１９のヘッド部２３側は互いに若干離間して放射状に拡開されることとなる。つまり周回時においては隣接するエレメント１９同士は斜め状態となっている。従って、このテーパ状の傾斜面２９が形成されていることで、隣接するエレメント１９同士は傾斜面２９で密着するため、円滑に周回を担保させることができる。
【００１２】
このように構成することによって本実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）エレメント１９の板厚は上記実施の形態１では１．０ｍｍとされ、従来に比べ格段に薄くかつ軽量化されている。従って、プーリ１２，１５の環状溝１３，１６を周回しているエレメント１９において隣接するエレメント１９同士のヘッド部２３の間隔が大きく開いてしまうことがなく、バンド１８に過度の屈曲応力が加わることがなくなる。そのためバンド１８の寿命が従来に比べ長くなるとともに、金属ベルト１７に対して付与される無駄な応力を抑制できて、動力損失を少なくできる。
（２）エレメント１９の板厚が厚い場合には、傾斜面２９の傾斜を急角度にするために多量に研削する必要がある。しかし、本実施の形態１では、エレメント１９の厚さを１．０ｍｍとしたため、傾斜面２９を出すための切削加工量がそれほど必要とならなくなり、エレメント１９の加工時間の短縮となる。
（３）エレメント１９の両端部に薄肉部２１ａを設けたため、ボディ部２１の両端部が有効な板ばね機能を有するように撓曲する。このため、エレメント１９における緩衝機能を発揮して、無理のない効率的な動力伝達及び長寿命化に寄与できる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・上記実施の形態でのエレメント１９の板厚は１．０ｍｍであった。エレメントは剛性を保持するため０．７ｍｍ以上は必要であり、実用上最も好ましいのは０．７〜１．１ｍｍの範囲である。
上記実施の形態では例として自動車用の金属ベルトを示したが、自動車以外の車両や無段変速の必要な機械であれば、この発明の応用は自在である。
・凹凸部２６ａ，２６ｂの形状は隣接するエレメント１９同士が脱落することなく連結されて、金属ベルト１７としての機能を維持できれば、その形状や大きさを問うものでない。
・エレメント１９の形状を種々変更すること。
・前記実施の形態１では、上下二箇所に凹凸部２６ａ，２６ｂがあったが、上下いずれか一方でもよい。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１及び２に記載の発明では、エレメントの板厚は０．７ｍｍ〜１．１ｍｍとされ、従来に比べ格段に薄くかつ軽量化されている。従って、プーリの環状溝を周回しているエレメントにおいて隣接するエレメント同士の間隔が大きく開いてしまうことがなく、バンドに過度の屈曲応力が加わることがなくなる。そのためバンドの寿命が従来に比べ長くなるとともに、動力伝達における動力損失を少なくできる。
【００２２】
以上、説明した本発明の金属ベルトの総合的な効果は、軽量であることに加えて、バンドの寿命を延命させ、しかもエレメントに作用する幅方向及び上下方向の応力に対して、変形によって加圧応力を分散できるので、動力伝達におけるＣＶＴ全体の出力を２０〜３０パーセント削減することができた。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の金属ベルトを示す側面図。
【図２】実施の形態の金属ベルトを示す一部断面図。
【図３】実施の形態の金属ベルトのエレメントの側面図。
【符号の説明】
１２，１５…プーリ、１７…金属ベルト、１８…バンド、１９…エレメント、２１…ボディ部、２１ａ…薄肉部、２４…接触部としての傾斜部、２６ａ，２６ｂ…凹凸部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal belt in which a number of elements are stacked and arranged in a direction in which an endless metal band extends, and an element thereof.
[0002]
[Prior art]
For example, in a metal belt used for power transmission such as a continuously variable transmission of an automobile, a large number of flat plate-shaped elements formed by forming a metal plate on a metal band having an endless band shape are attached to the belt. It is configured so as to be stacked and slidable relatively in the extension direction. Regarding the thickness of the element, for example, in the paper of "Mechanical Design" (published by Nikkan Kogyo Shimbun) in the July 1984 issue of "Mechanism and characteristics of continuously variable transmission (CVT) for automobiles", ".. -In the case of a coma (element), there is a description that a steel plate having a thickness of about 3 mm is punched out by a precision press. In addition, the patent publication of Japanese Patent No. 2532253 describes that the thickness of this element is 2.2 mm.
Further, in recent years, it has become common sense to design the element to be about 1.5 mm, but in any case, it has been merely intended to improve the rigidity of the element itself.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the element is thick, the space between the heads of the adjacent elements is widened at the place where the element comes into contact with the pulley, and an excessive bending stress is applied to the band. Therefore, there is a tendency that the thicker the element, the greater the bending stress and the shorter the life of the band. Further, there has been a problem that the power loss is increased due to an increase in the bending stress.
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in such a conventional technique. It is an object of the present invention to provide a metal belt that has a long life and a small power loss due to a small bending stress applied to the band.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of metal belts are stacked and arranged in an extending direction of an endless band-shaped metal band mounted between a driving pulley and a driven pulley. In the element for
The element is formed in a thin portion portion contacting the pulley is thick reduced than the other portion while being composed of a plate material having a thickness 0.7～1.1Mm, the same element, the pulley inserting a body part, and a head portion integrally formed via a pillar portion on the Bode I section, a band on both sides of the pillar portion contacting via the contact portion and the inner surface of the formed annular groove Slits are provided at the center of the element in the width direction, near the pitch line and at positions other than the lower half of the pillar portion, and at two upper and lower locations or at any one of the upper and lower locations, an elongated concave / convex portion extends vertically. is formed by bending in the thickness direction, it is characterized in that the relief portion of the substantially trapezoidal shape is found provided below the body portion.
The invention according to a second aspect is characterized in that a number of the metal belt elements according to the first aspect are stacked and arranged in the extending direction of a metal band forming an endless band.
[0005]
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a continuously variable transmission of an automobile will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, it refers to the vertical direction in FIG. 2 and FIG. 3 is a vertical, shall refer to the left-right direction definitive in Figure 2 left and right. In addition, the front and rear refer to the near side and the back side, respectively, when viewed from the paper surface of FIG.
[0007]
(In the form state of implementation)
As shown in FIGS. 1 and 2, a drive pulley 12 is attached to the drive shaft 11, and a substantially V-shaped annular groove 13 is formed on the outer periphery thereof. A driven pulley 15 is attached to a driven shaft 14 corresponding to the drive shaft 11, and a substantially V-shaped annular groove 16 is formed on the outer periphery thereof. An endless metal belt 17 is stretched between the annular grooves 13 and 16 of the driving pulley 12 and the driven pulley 15, and the rotation of the driving pulley 12 is transmitted to the driven pulley 15 via the metal belt 17.
As shown in FIGS. 2 and 3, the metal belt 17 includes an endless metal band 18 and a number of metal elements 19. The element 19 is formed by stamping a metal plate having a thickness of 1.0 mm, and includes a body portion 21 and a head portion 23 integrally formed with the body portion 21 and the pillar portion 22. Inclined portions 24 are formed at both ends of the horizontally long body portion 21 as contact portions that contact the side walls of the annular grooves 13 and 16. The inclined portion 24 is formed obliquely along the inclined inner side wall of each of the substantially V-shaped annular grooves 13 and 16.
Furthermore, surface profiling (not shown) is formed on the entire outer peripheral surface of the element 19 by sand blasting or shot peening, and since the surface profiling holds the lubricating oil, the frictional resistance between the elements 19 is reduced.
[0008]
A pair of slits 25 are formed on both sides of the pillar portion 22 and between the body portion 21 and the head portion 23. Bands 18 are arranged on both slits 25 so as to be relatively slidable in the longitudinal direction thereof. The band 18 is formed by laminating and stacking a plurality of thin metal plates in the thickness direction. Although not shown, surface profiling by sandblasting or shot peening is formed on both surfaces or one of the surfaces, and the surface profiling is lubricated. By holding the oil, the frictional resistance between the band 18 and each element 19 is reduced.
Concavo-convex portions 26a and 26b are formed on the body portion 21 and the head portion 23, respectively, and are pressed simultaneously when the element 19 is punched. The concave / convex portions 26a and 26b are formed to be long in the vertical direction, and the front side (the front side in FIG. 2) is convex, and the rear side is concave.
[0009]
An upper uneven portion 26a is formed from the upper end of the head portion 23 to the center of the pillar portion 22. A lower uneven portion 26b is formed from the lower end of the body portion 21 to the vicinity of the pitch line P as a virtual line. The unevenness portions 26a and 26b of the adjacent elements 19 are fitted in an uneven relationship with each other, so that the elements 19 are aligned and connected. Further, the relative movement of the element 19 in the left-right direction during the rotation of the metal belt 17 is restricted by the uneven portions 26a and 26b.
[0010]
At the lower end of the body portion 21, a relief portion 27 cut into a substantially trapezoidal shape is provided at two places on the left and right sides by forming a narrow portion in the body portion 21. At both ends of the body portion 21, thin portions 21a which are thinner than the body portion 21 other than this portion are formed, and the thin portion 21a imparts a leaf spring action to the body portion 21.
When the metal belt 17 orbits between the pulleys 12 and 15 and the inclined portion 24 of the element 19 abuts against the inner side walls of the annular grooves 13 and 16 and rubs against each other, the body portion 21 is pushed up from the inner wall surface to compress the body portion 21 in the compression direction. External force is applied. At this time, since the relief portion 27 forms a narrow portion in the body portion 21, the relief portion 27 has a cushioning function of bending the body portion 21 in the vertical direction. At the same time, the thin portion 21a is also reduced in thickness, so that the leaf spring action at that portion is improved, and an effective buffer function is also exhibited here.
In addition, since the concave and convex portions 26a and 26b allow bending in a direction intersecting with the bending direction of the relief portion 27, the relief portion 27, the thin portion 21a, and the element 19 during the orbital movement cooperate with each other due to the cooperative action. Stress due to external force is reduced.
[0011]
An inclined surface 29 is provided by grinding in a portion below the pitch line P represented by a dashed line in FIG. 2 in the body portion 21, and the body portion 21 is thinner as it goes down. The reason why the inclined surface 29 is provided is as follows. That is, when the metal belt 17 just goes around the annular grooves 13 and 16 of the pulleys 12 and 15, the head 23 side of each element 19 is radially spread apart from each other slightly. That is, the adjacent elements 19 are in an oblique state during the orbit. Accordingly, since the tapered inclined surface 29 is formed, the adjacent elements 19 are in close contact with each other at the inclined surface 29, so that it is possible to ensure smooth circulation.
[0012]
Thus in the form status of the present embodiment with the structure following effects are achieved.
(1) The plate thickness of the element 19 is 1.0 mm in the first embodiment, which is much thinner and lighter than the conventional one. Therefore, in the element 19 that is circling the annular grooves 13 and 16 of the pulleys 12 and 15, the interval between the head portions 23 of the adjacent elements 19 does not greatly increase, and excessive bending stress is applied to the band 18. Disappears. Therefore, the life of the band 18 is longer than that of the related art, and unnecessary stress applied to the metal belt 17 can be suppressed, so that power loss can be reduced.
(2) When the plate thickness of the element 19 is large, it is necessary to grind a large amount to make the inclination of the inclined surface 29 steep. However, in the first embodiment, since the thickness of the elements 19 and 1.0 mm, cutting of order Star exits the inclined surface 29 it is not become less necessary, the time required for machining of the element 19.
(3) Since the thin portions 21a are provided at both ends of the element 19, both ends of the body 21 are bent so as to have an effective leaf spring function. For this reason, the buffer function of the element 19 is exhibited, and it is possible to contribute to reasonable and efficient power transmission and a long life.
[0013]
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
The above-described embodiment can be modified as follows.
And plate thickness of the element 1 9 in the form status of the above embodiment was 1.0 mm. The element needs to be 0.7 mm or more in order to maintain rigidity, and the most practically preferable range is 0.7 to 1.1 mm.
In the above-described embodiment, a metal belt for an automobile is shown as an example. However, the present invention can be applied to any vehicle other than an automobile or a machine that requires a continuously variable transmission.
The shape of the uneven portions 26a and 26b does not matter as long as the adjacent elements 19 are connected without falling off and the function as the metal belt 17 can be maintained.
-Changing the shape of the element 19 variously.
In the first embodiment, the two concave and convex portions 26a and 26b are provided at the upper and lower positions.
[0021]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
According to the first and second aspects of the invention, the thickness of the element is set to 0.7 mm to 1.1 mm, which is much thinner and lighter than the conventional one. Therefore, in the element that goes around the annular groove of the pulley, the interval between the adjacent elements does not greatly increase, and an excessive bending stress is not applied to the band. As a result, the life of the band becomes longer than before and the power loss in power transmission can be reduced .
[0022]
As described above, the overall effect of the metal belt of the present invention described above is that, in addition to being lightweight, the life of the band is prolonged, and the stress applied to the element in the width direction and the vertical direction is applied by deformation. The ability to disperse the pressure stresses has reduced the overall power output of the CVT in power transmission by 20-30%.
[0023]
[Brief description of the drawings]
Figure 1 is a side view showing a metallic belt in the form status of implementation.
Figure 2 partially shows the metal belt in the form status of implementation cross-sectional view.
Figure 3 is a side view of the element of the metal belt in the form status of implementation.
[Explanation of symbols]
12 and 15 ... pulley, 1 7 ... metal belt, 1 8 ... band, 1 9 ... element 2 1 ... body portion, 21 a ... thin portion, the inclined portion of the 2 4 ... contact portion, 26a, 26 b ... uneven Department.

Claims

駆動プーリと被動プーリとの間に掛装される無端帯状をなす金属製のバンドの延長方向に多数積層配置された金属ベルト用エレメントにおいて、
前記エレメントは、板厚０．７〜１．１ｍｍの板材より構成されるとともに前記プーリと接触する部分がそれ以外の部分よりも減厚された薄肉部に形成され、同エレメントは、前記プーリに形成された環状溝の内側面と接触部を介して接触するボディ部と、そのボディ部にピラー部を介して一体成形されたヘッド部とを備え、同ピラー部の両側にはバンドを挿通するためのスリットが設けられ、同エレメントの巾方向の中央部のピッチ線近傍及びピラー部下半部を除く位置であって上下２箇所あるいは上下いずれかの箇所に上下方向に延びる細長い凹凸部が板厚方向に曲げ成形によって形成されており、ボディ部下方には略台形形状の逃がし部が設けられていることを特徴とする金属ベルト用エレメント。In a metal belt element, a number of which are arranged and stacked in the extension direction of an endless band-shaped metal band mounted between a driving pulley and a driven pulley,
The element is formed in a thin portion portion contacting the pulley is thick reduced than the other portion while being composed of a plate material having a thickness 0.7～1.1Mm, the same element, the pulley It has a body part in contact with the inner surface of the formed annular groove via a contact part, and a head part integrally formed on the body part via a pillar part, and a band is inserted on both sides of the pillar part. Slits are provided at the center of the element in the width direction, near the pitch line and at positions other than the lower half of the pillar, and extend vertically at two upper and lower locations or at one of the upper and lower locations. is formed by bending in the direction, the element metal belt, wherein the relief portion of the substantially trapezoidal shape is found provided below the body portion.

請求項１の金属ベルト用エレメントを無端帯状をなす金属製のバンドの延長方向に多数積層配置したことを特徴とする金属ベルト。 A metal belt, wherein a plurality of the metal belt elements according to claim 1 are stacked and arranged in an extending direction of an endless metal band .